TCP/IP网络编程---第一章：概述

叁歲伎倆 2022-04-23 13:44 225阅读 0赞

## 1.1 TCP/IP协议分层 ##

#### TCP: ####

用来检测网络传输中差错的传输控制协议（TCP）。

#### IP: ####

专门负责对不同网络进行互联的互联网协议（IP）。

![在这里插入图片描述][2019031314371744.png]

**1 链路层（网络接口层）**  
也叫作数据链路层或者网络接口层，一般包括操作系统中的设备驱动程序和计算机对应的网络接口卡。一起处理与电缆的物理接口细节。

**2 网络层（网际层）**  
IP分组指的是在网际层传输的数据单位，也叫IP数据包。

主要功能：  
（1）把源主机上的分组根据需要发送到互联网中任何一台目标主机上。  
（2）在联通目标主机时候，可能存在多条链路，然后做出最优选择，也就是路由选择功能。  
注意：  
（1）IP层提供的是一种尽力而为的数据报传输服务，不能保证数据完整和可靠性。  
（2）协议包括：IP(网际协议)，ICMP(Internet互联网控制报文协议)，IGMP（Internet组管理协议）

**3 传输层**  
主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。  
有两个互不相同的传输协议：TCP协议（传输控制协议），UDP协议（用户数据报协议）：

**TCP为两台主机提供高可靠性的数据通信**。它所做的工作包括把应用程序交给它的数据分成合适的小块交给下面的网络层，确认接收到的分组，设置发送最后确认分组的超时时钟等。由于运输层提供了高可靠性的端到端的通信，因此应用层可以忽略所有这些细节。  
**UDP则为应用层提供一种非常简单的服务**。它只是把称作数据报的分组从一台主机发送到另一台主机，但并不保证该数据报能到达另一端。任何必需的可靠性必须由应用层来提供。

**4 应用层**  
应用层提供面向用户的网络服务，比如文件传输服务和远程登录服务。  
在这一层比较常用的协议如下：

**• Telnet 远程登录协议。  
• FTP 文件传输协议。  
• HTTP超文本传输协议。  
• 域名系统（DNS）。  
• SMTP 简单邮件传送协议。  
• SNMP 简单网络管理协议。**

## 1.2 TCP/IP的工作原理 ##

#### 1.2.1 TCP/IP通信模型 ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1MjM3NDYzMzU4Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
主机A要访问主机D流程如下：  
首先主机A的FTP请求请求先被传输到传输层，这里传输层使用的是TCP协议，TCP协议会在该请求中加上TCP的控制信息，然后该请求会被传送到网际层，也就是IP层，在IP层会加上IP相关的信息，然后将该请求送到物理网络，然后该请求会通过路由器的转发，送达主机D的网络接口层，然后层层解析，得到最后最后请求消息值。  
上图的虚线表示整个流程看起来好像是层层对应传输。  
TCP层为了进行可靠性控制和识别数据从源主机的哪个程序（进程）来，要送到目标主机的哪个程序（进程）去，应加上一些TCP层的控制信息（常称为TCP报文头）。  
IP层再加上用于识别互联网中源主机和目标主机的IP地址以及上层协议类型，组成IP层数据报文头后送到网络接口层，网络接口层把数据加上以太网数据帧头后，通过以太网网卡向物理介质中传递比特流。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1MjM3NDYzMzU4Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

#### 1.2.2 TCP/IP的操作系统边界和地址边界 ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1MjM3NDYzMzU4Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]**1 操作系统边界**  
操作系统边界的上面是应用层，应用层处理的是用户的应用程序的细节问题，这些不包含在操作系统内核中，是由应用程序独立组成。  
操作系统下面各层是包含在操作系统内核中，是由操作系统来实现的，他们共同处理数据传输过程的通信问题。

**2 地址边界**  
地址边界上层为网际层，网际层用户对不同的网络进行互联，连接在一起的所有网络为了能够相互寻址，使用统一的网络地址（IP地址），下层为各个物理网络。

## 1.3 ISO/OSI与TCP/IP的关系 ##

#### 1.3.1 ISO/OSI体系结构概述 ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1MjM3NDYzMzU4Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
**1 物理层**  
物理层主要完成比特流的传输工作，主要工作是为设备之间的数据传输提供介质和互连设备。

**2 数据链路层**  
数据链路层将原始的比特流封装成帧进行发送和对数据进行检错和纠错，所以总结作用有：物理地址寻址，数据的成帧，流量的控制，数据的检错和重发。

**3 网络层**  
也叫通信子网层，要定义通过网络传输的数据单元，同时解决路由选择问题。

**4 传输层**  
为会话层提供可靠无误的数据传输服务，传输层一般要经历传输连接建立，数据传送，连接释放三个阶段。

**5 会话层**  
在传输层的基础上提供应用进程之间的会话控制机制，包括建立和维持会话，使得会话过程保持同步。

**6 表示层**  
为异构的计算机通信提供一种公共表示方式，以便使得传输信息最终送达目标计算机而信息含义不变，保证双方计算机能够正确理解传输信息含义，同时还要完成信息的加密解密，压缩和解压工作。

**7 应用层**  
直接面向客户，包含了使用网络服务的各种应用程序。

#### 1.3.2 ISO/OSI与TCP/IP的对应关系分析 ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1MjM3NDYzMzU4Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

[2019031314371744.png]: /images/20220309/b9cd09945b9742c9a939095542221bab.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1MjM3NDYzMzU4Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220309/5066184c1c6b4ff0bf59e754be9d58b2.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1MjM3NDYzMzU4Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220309/5e7d250e44044b1ab3e003e2a98ab29d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1MjM3NDYzMzU4Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20220309/8fae0329c18b46c2be46e157fe3e7f00.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1MjM3NDYzMzU4Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20220309/ad30e089597e4ac897fd8601c609768e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1MjM3NDYzMzU4Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20220309/9ac64f76cd1d4198b520f65fd53e1804.png